CN216671708U - 一种氢燃料电池汽车的供氢系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢燃料电池汽车的供氢系统，安装于汽车内部的供氢系统包括依次连通的制氢装置、氢气罐以及氢燃料电池，制氢装置包括通过隔板分离的储氢机构和储液机构以及设于隔板的喷洒机构，氢气罐能够储存制氢装置生成的氢气并向氢燃料电池提供氢气，当气压检测装置检测到氢气罐中氢气不足时，控制装置控制喷洒机构喷出储液机构中的液体，上述液体与储氢机构中的固态储氢材料混合发生化学反应产生通过第一管道流向氢气罐的氢气。通过在汽车中安装体积较小的制氢装置和氢气罐替换现有的大型氢气罐，在产生等量氢气的情况下，上述供氢系统所占用的体积更小，且仅需向制氢设备中添加固液制氢材料，添加氢气更加安全。

Description

一种氢燃料电池汽车的供氢系统

技术领域

本实用新型属于氢燃料电池领域，具体涉及一种氢燃料电池汽车的供氢系统。

背景技术

众多新能源中，氢气是具有巨大发展潜力的未来能源之一。氢能是一种洁净的可再生能源，同时又具有可储存、可运输的特点。目前，它是理想的零污染的车用能源。

目前氢燃料电池系统供氢多用大型储氢罐储存氢气，储氢罐往往由于体积及重量较大，安装至汽车上时所占用的空间特别大。在氢气用完，向储氢罐中添加氢气时，很容易因为储氢罐进气口处密封不佳而造成氢气泄露，产生危险。

实用新型内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种氢燃料电池汽车的供氢系统，通过在汽车中安装体积较小的制氢装置和氢气罐替换现有的大型氢气罐，在产生等量氢气的情况下，上述供氢系统所占用的体积更小，且仅需向制氢设备中添加固液制氢材料，添加氢气更加安全。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种氢燃料电池汽车的供氢系统，安装于汽车内部的供氢系统包括依次连通的制氢装置、氢气罐以及氢燃料电池，制氢装置包括通过隔板分离的储氢机构和储液机构以及设于隔板的喷洒机构，氢气罐能够储存制氢装置生成的氢气并向氢燃料电池提供氢气，当气压检测装置检测到氢气罐中氢气不足时，控制装置控制喷洒机构喷出储液机构中的液体，上述液体与储氢机构中的固态储氢材料混合发生化学反应产生通过第一管道流向氢气罐的氢气；当气压检测装置检测到氢气罐中的氢气足量时，控制装置控制喷洒机构停止喷洒。

进一步地，隔板中央开设有微型电磁阀控制的中心孔，喷洒机构套接于中心孔，控制装置与微型电磁阀电连接。微型电磁阀通过控制中心孔的开合进而控制喷洒机构是否进行喷洒工作。

进一步地，喷洒机构包括一喷头，喷头上开设有若干散射状布置的喷水孔。储液机构中的液体通过喷头的喷水孔呈散射状喷入储氢机构中，便于上述液体与储氢机构中的固态储氢材料充分混合，有利于加快对氢气的制备。

进一步地，隔板底部开设有椭圆形滑动槽，椭圆形滑动槽上设置有相配合的柱形滑块，喷头与柱形滑块通过连杆机构连接。柱形滑块能够沿椭圆形滑动槽滑动。柱形滑块的椭圆形滑动通过连杆机构转换为喷头的椭圆形运动。喷头在喷水时由于其进行椭圆形运动，增大了液体与固态储氢材料的接触面积，加快化学反应速率，有利于氢气的制备。

进一步地，连杆机构两侧内嵌有轴承。喷头和柱形滑块均与连杆机构转动连接，使喷头能够在一水平面内做椭圆形运动。

进一步地，储氢机构中央设置有螺旋输送搅拌机。螺旋输送搅拌机用于将储氢机构底部的固态储氢材料向上运输，使固态储氢材料与液体充分混合，加快化学反应速率。

进一步地，螺旋输送搅拌机的中心轴内安装有加热装置。加热装置能够在液体与固态储氢材料发生化学反应时对其进行加热，加快化学反应速率，有利于氢气的制备。将加热装置设置在螺旋输送搅拌机的中心轴处，使储氢机构中的固态储氢材料能够受热均匀。

进一步地，储氢机构位于储液机构下方，便于储液机构中的液体在重力的作用下，喷洒入储氢机构中与固态储氢材料混合。

进一步地，储液机构一侧开设有第一进料口，储氢机构一侧开设有第二进料口。第一进料口用于向储液机构中添加液体及气体，添加气体是为了增大储液机构中的气压，便于储液机构中的液体流向储氢机构中。第二进料口用于向储氢机构中添加固态储氢材料。

附图说明

图1用以说明本实用新型中一种氢燃料电池汽车的供氢系统的一种示意性实施方式的连接示意图；

图2用以说明本实用新型中一种氢燃料电池汽车的供氢系统的一种示意性实施方式的内部结构示意图；

图3用以说明本实用新型中一种氢燃料电池汽车的供氢系统的一种示意性实施方式的内部连接示意图；

图4用以说明图3中A处局部放大示意图。

附图标记：

1、制氢装置，11、储液机构，111、第一进料口，12、储氢机构，121、螺旋输送搅拌机，122、加热装置，123、第二进料口，13、隔板，131、微型电磁阀，132、中心孔，133、椭圆形滑动槽，134、柱形滑块，14、喷洒机构，141、喷头，142、连杆机构，143、喷水孔，2、氢气罐，21、气压检测装置，3、氢燃料电池，4、控制装置，5、第一管道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下、前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态，即产品的行进方向为参考的，而不应该认为是具有限定性的。

另外，还需要说明的是，本实用新型实施例中所提到的“相对运动”等动态用语，不仅是位置上的变动，还包括转动、滚动等位置上没有发生相对变化，但状态却发生改变的运动。

最后，需要说明的是，当组件被称为“位于”或“设置于”另一个组件，它可以在另一个组件上或可能同时存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

如图1至图4所示一种氢燃料电池3汽车的供氢系统，安装于汽车内部的供氢系统包括依次连通的制氢装置1、氢气罐2以及氢燃料电池3，制氢装置1包括通过隔板13分离的储氢机构12和储液机构11以及设于隔板13的喷洒机构14，氢气罐2能够储存制氢装置1生成的氢气并向氢燃料电池3提供氢气，当气压检测装置21检测到氢气罐2中氢气不足时，控制装置4控制喷洒机构14喷出储液机构11中的液体，上述液体与储氢机构12中的固态储氢材料混合发生化学反应产生通过第一管道5流向氢气罐2的氢气；当气压检测装置21检测到氢气罐2中的氢气足量时，控制装置4控制喷洒机构14停止喷洒。

在一实施例中，固态储氢材料为氢化镁，液体为水。利用氢化镁的水解反应可以方便快速的制备出氢气。释放的氢气质量为固体储氢物的15.4％，且不含有害气体杂质，可直接供氢燃料电池3使用。

在一实施例中，固态储氢材料为氢化镁，液体为氯化盐溶液。利用氢化镁水解制备氢气最大的问题是氢化镁与水反应速度慢，水解产生的氢氧化镁覆盖在氢化镁表面，阻碍水解反应的后续进行。当液体采用氯化盐溶液并对反应体系加热有助于氢化镁的水解反应。

在一实施例中，氢气罐2上开设有应急充气口，当制氢装置1原料不足或损坏时，可通过应急充气口向氢气罐2中添加氢气。

在一实施例中，上述储氢系统与大型的氢气罐产生等量氢气的情况下，在汽车内部采用上述储氢系统要比单独采用大型的氢气罐所占用的体积要小得多。且上述储氢系统的原料可携带，可以随时进行添加原料制备氢气，无需到特定的地点去添加氢气，同时，添加制氢原料相比添加氢气更加安全。

优选的，隔板13中央开设有微型电磁阀131控制的中心孔132，喷洒机构14套接于中心孔132，控制装置4与微型电磁阀131电连接。微型电磁阀131通过控制中心孔132的开合进而控制喷洒机构14是否进行喷洒工作。

优选的，喷洒机构14包括一喷头141，喷头141上开设有若干散射状布置的喷水孔143。储液机构11中的液体通过喷头141的喷水孔143呈散射状喷入储氢机构12中，便于上述液体与储氢机构12中的固态储氢材料充分混合，有利于加快对氢气的制备。

优选的，隔板13底部开设有椭圆形滑动槽133，椭圆形滑动槽133上设置有相配合的柱形滑块134，喷头141与柱形滑块134通过连杆机构142连接。柱形滑块134能够沿椭圆形滑动槽133滑动。柱形滑块134的椭圆形滑动通过连杆机构142转换为喷头141的椭圆形运动。喷头141在喷水时由于其进行椭圆形运动，增大了液体与固态储氢材料的接触面积，加快化学反应速率，有利于氢气的制备。

优选的，连杆机构142两侧内嵌有轴承。喷头141和柱形滑块134均与连杆机构142转动连接，使喷头141能够在一水平面内做椭圆形运动。

优选的，储氢机构12中央设置有螺旋输送搅拌机121。螺旋输送搅拌机121用于将储氢机构12底部的固态储氢材料向上运输，使固态储氢材料与液体充分混合，加快化学反应速率。

在一实施例中，固态储氢材料为粉末状材料，便于进行制备氢气。

优选的，螺旋输送搅拌机121的中心轴内安装有加热装置122。加热装置122能够在液体与固态储氢材料发生化学反应时对其进行加热，加快化学反应速率，有利于氢气的制备。将加热装置122设置在螺旋输送搅拌机121的中心轴处，使储氢机构12中的固态储氢材料能够受热均匀。

优选的，储氢机构12位于储液机构11下方，便于储液机构11中的液体在重力的作用下，喷洒入储氢机构12中与固态储氢材料混合。

优选的，储液机构11一侧开设有第一进料口111，储氢机构12一侧开设有第二进料口123。第一进料口111用于向储液机构11中添加液体及气体，添加气体是为了增大储液机构11中的气压，便于储液机构11中的液体流向储氢机构12中。第二进料口123用于向储氢机构12中添加固态储氢材料。

在一实施例中，向储液机构11中添加气体，增大储液机构11的气压。当微型电磁阀131开启时，储液机构11中的液体在高压的加持下冲击储氢机构12中的固态储氢材料，加快化学反应速率。

在一实施例中，首先通过第一进料口111向储液机构11中添加液体作为反应物，添加气体以增加储液机构11中的气压；通过第二进料口123向储氢机构12中添加固态储氢材料作为反应物。当气压检测装置21检测到氢气罐2中的氢气没有达到设定值时，控制装置4控制微型电磁阀131开启。储液机构11中的高压液体通过喷头141的喷水孔143呈散射状喷出，同时柱形滑块134绕椭圆形滑动槽133滑动通过连杆机构142带动喷头141作椭圆形运动，从而增加液体喷出后与固态储氢材料的接触面积。上述液体与储氢机构12中的固态储氢材料发生化学反应产生氢气。螺旋输送搅拌机121将固态储氢材料进行翻动搅拌以促进液体与固态储氢材料的充分反应。上述产生的氢气通过第一管道5进入氢气罐2中以完成对氢气罐2中氢气的填充。当气体检测装置检测到氢气罐2中的氢气达到标准时，控制装置4控制微型电磁阀131关闭，以停止对氢气罐2填充氢气。氢气罐2中的氢气向氢燃料电池3中输送，气压随之降低，当气压检测装置21检测到氢气罐2中的氢气低于设定值时，重复上述流程。

当采用上述一种氢燃料电池3汽车的供氢系统时，通过在汽车中安装体积较小的制氢装置1和氢气罐2替换现有的大型氢气罐，在产生等量氢气的情况下，上述供氢系统所占用的体积更小，且仅需向制氢设备中添加固液制氢材料，添加氢气更加安全。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种氢燃料电池汽车的供氢系统，其特征在于，安装于汽车内部的所述供氢系统包括依次连通的制氢装置、氢气罐以及氢燃料电池，所述制氢装置包括通过隔板分离的储氢机构和储液机构以及设于所述隔板的喷洒机构，所述氢气罐能够储存所述制氢装置生成的氢气并向所述氢燃料电池提供氢气，当气压检测装置检测到所述氢气罐中氢气不足时，控制装置控制所述喷洒机构喷出所述储液机构中的液体，上述液体与所述储氢机构中的固态储氢材料混合发生化学反应产生通过第一管道流向所述氢气罐的氢气。

2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车的供氢系统，其特征在于，所述隔板中央开设有微型电磁阀控制的中心孔，所述喷洒机构套接于所述中心孔，所述控制装置与所述微型电磁阀电连接。

3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车的供氢系统，其特征在于，所述喷洒机构包括一喷头，所述喷头上开设有若干散射状布置的喷水孔。

4.根据权利要求3所述的一种氢燃料电池汽车的供氢系统，其特征在于，所述隔板底部开设有椭圆形滑动槽，所述椭圆形滑动槽上设置有相配合的柱形滑块，所述喷头与所述柱形滑块通过连杆机构连接。

5.根据权利要求4所述的一种氢燃料电池汽车的供氢系统，其特征在于，所述连杆机构两侧内嵌有轴承。

6.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车的供氢系统，其特征在于，所述储氢机构中央设置有螺旋输送搅拌机。

7.根据权利要求6所述的一种氢燃料电池汽车的供氢系统，其特征在于，所述螺旋输送搅拌机的中心轴内安装有加热装置。

8.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车的供氢系统，其特征在于，所述储氢机构位于所述储液机构下方。

9.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车的供氢系统，其特征在于，所述储液机构一侧开设有第一进料口，所述储氢机构一侧开设有第二进料口。

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